JPS63206716A - 同一面内における一方向移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、同一面内における一方向移動装置に係り、と
くに、微少な水平移動を必要とする顕微鏡の一方向ステ
ージ等に好適な同一面内における一方向移動装置に関す
る。

〔従来の技術〕

一方向移動装置の多くは、例えば直線運動を行うアクチ
ュエータにみられるごとく可動子の支持機構が重要視さ
れ、種々の試みがなされている。

この可動子の支持機構としては、通常はスライドベアリ
ング又はリニアベアリングを介して水平移動する。及び
ガイドレール上を摺動させるか、或いはローラベアリン
グを脚部に設けてその回転移動により移動せしめる機構
が使用されている。

この種の一方向移動装置は、顕微鏡写真の撮影及びＩＣ
製造装置におけるリード線の溶着作業等においては、そ
の可動子であるステージを微少移動せしめることが重要
となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来例においては、可動子がいづれ
もガイド機構を介して移動する構成であるため、可動子
の移動に際して常に摩擦力が作用することから、微少変
位の移動制御に支障をきたしている。また、原位置への
復帰に際しては、多くは復帰ばね及びその係合手段を必
要とすることから、装置全体が煩雑化するという欠点が
ある。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、とく
に摩擦力を排除して微少変位の移動を極く容易に行うよ
うにした構造が簡単で耐久性ある同一面内における一方
向移動装置を提供することを、その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、同一面内にて一端部から他端部に
向けて形成された切除部を有する二又状板ばねを少なく
とも二個設け、この各二又状板ばねを同一面内での可動
板の移動方向に直交する形態をもって当該可動板に所定
間隔をへだてて配設し、これら各二又状板ばねの一方の
自由端側ばね部の自由端を可動板に植設するとともに、
前記各二又状板ばねの他方の自由端側ばね部を固定支持
部に固着し、これら各一方と他方の自由端側ばね部の長
さを同一の長さに設定するという構成を採り、これによ
って前記目的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第２図に基づ
いて説明する。

この第１図ないし第２図において、１．２は各々固定支
持部材を示す。この固定支持部材１．　２は、図に示す
如く所定間隔を隔てて水平に設けられ、その間に可動板
３が同じく水平に配設されている。この可動板３は、本
実施例では四角形状の部材によって形成され、その四隅
に、二又状板ばね４が下方に向かって突設されている。

前記二又状板ばね４は、素材として長方形状に形成され
た薄板状の板ばね材が使用されている。

この板ばね材の長手方向の一方の端部から他方の端部の
近くまでその中央部を切除され、これによって二又状板
ばね４が形成されている。４Ａ、４Ｂは、この二又状板
ばね４の自由端側ばね部を示す。

可動板３の四隅に配設された各二又状板ばね４は、それ
ぞれ平行に且つ水平面に対して鉛直に下方に向けて突設
されている。そして、固定支持部材１．２側の自由端側
ばね部４Ａの先端部が第１図に示す如く当該固定部材１
．２に植設され、可動板３側の自由端側ばね部４Ｂの先
端部が可動板３に各々植設されている。

この場合、二又状板ばね４の各自由端側ばね部４Ａ、４
Ｂのばね作用を成す部分の長さし、はそれぞれ同一寸法
に設定されている。

可動板３の下面側中央には、当該可動板に往復移動力を
付勢する駆動手段５が装備されている。

この駆動手段５は、第２図に示すように可動板３の下面
中央に装着された二個の板状磁石５Ａ、５Ｂと、これら
の板状磁石５Ａ、５Ｂに対向して配設された駆動コイル
５Ｃと、この駆動コイル５Ｃを支持するコイル支持台５
Ｄとにより構成されている。この内、板状磁石５Ａ、５
Ｂは、移動方向に沿って配設され、Ｎ極とＳ極とが第２
図に示す如く逆になるように装着されている。また、駆
動コイル５Ｃは、外部の制御手段（図示せず）に付勢さ
れて作動し、板状磁石５Ａ、５Ｂとの間の駆動用動力源
としての電磁力を出力する作用を成す。

これにより、可動板３は第２図のＡ又はＢの方向へ往復
移動されるようになっている。このため、制御手段によ
る駆動コイル５Ｃへの通電電流の大小により、可動板３
の移動距離及びその停止を自由に設定し得るようになっ
ている。第２図は、駆動コイル５Ｃが作動して可動板３
が図のＡ方向へ移動した状態を示しである。

次に、この第１実施例の作用について説明する。

駆動手段５の作用によって可動板３が第２図のＡ方向へ
移動すると、二又状板ばね４は第２図に示す如く変形し
た状態となる。この場合、二又状板ばね４の第１図にお
けるばね作用を成す部分Ｌ１は、その°高さ方向の寸法
成分Ｌｌ　’　　（Ｌｌ　　＞Ｌｌ’）となる。しかし
ながら、この二又状板ばね４は、固定支持部材１．２側
と可動板側の各ばね作用部分が全く同一に形成されてい
ることから作用・反作用の原則から両者とも全く同一に
その高さ方向の寸法成分がＬｌからＬ′に変化する。

そして、二又状板ばね４は、その一方の自由端が固定支
持部材１．２に各々固着されていることから、結局その
二又状板ばね４の腹部４０部分が第２図の矢印Ｃ又はＤ
方向の上下動を成し、これによって可動板３は常に水平
方向の変位が全く無い状態でＡ又はＢ方向に往復移動さ
れるようになっている。更に、二又状板ばね４は、本来
的に仮ばねであることから、原位置復帰に際しては外力
（駆動手段５の駆動力）を解除することにより、極く容
易に原位置へ復帰するようになっている。

このため、復帰ばね等が全く不要となっている。

また永久磁石５Ａ、５Ｂと駆動コイル５Ｃとの電磁力に
ついては、駆動コイル５Ｃに通電する電流の向き及び大
小を制御することにより、両者の対向範囲内にて永久磁
石側の可動板３を自在に移動させる位置を定めることが
できるようになっている。

このように、本実施例においては、二又状板ばねの作用
により、摺動摩擦を生じることなく、且つ第１図ないし
第２図における２方向及びｙ方向の変位を全く生せしめ
ることなく可動板３を一方向に自在に往復移動させるこ
とができ、また、他に復帰用ばねを用いることなく原位
置への復帰が可能となるという優れた利点を備えている
。

なお、この第１実施例において、駆動コイル５Ｃを固定
した場合を例示したが、この駆動コイル５Ｃを可動板３
上に装備するとともに、永久磁石５Ａ、５Ｂを第１図の
コイル支持台５Ｄに装着したものであってもよい。また
、この場合、駆動コイル５Ｃに対しては二又状板ばね４
を介して通電することができ、これがため電機配線の簡
略化を図り得る。

〔第２実施例〕 次に、第２実施例を第３図に基づいて説明する。

この第２実施例は、前述した第１実施例において使用さ
れている二又状板ばね４を可動板３の第１図における上
方部分にも装備した点が、前述した第１実施例と相違す
る。

この場合、上方に装備された二又状板ばね４は下方に装
備された二又状板ばね４に対して対称位置に且つ対称に
装着されている。その他の構成は前述した第１実施例と
同一となっている。

このようにしても前述した第１実施例と同様の作用効果
を有するほか、とくに可動板が比較的重いものであって
も充分に対応することができるほか、往復移動方向以外
の方向への変位を有効に防止することができるという利
点がある。

〔第３実施例〕 次に、第３実施例を第４図に基づいて説明する。

この第３実施例は、前述した第１実施例において使用さ
れている二又状板ばね４を、外側下方に向けて第４図に
示す如く４５ｅ方向に突設した点が、前述した第１実施
例と著しく相違する。

このようにしても前述した第１実施例と同一の作用効果
を有するほか、とくに駆動手段のスペースを大きくとれ
ることから、微少精密駆動を容易になし得るという利点
がある。

〔第４実施例〕 次に、第４実施例を第５図ないし第６図に基づいて説明
する。

これらの図において、固定支持部材１１は、中央部に比
較的大きい角形の切除穴１１Ａを有する環体状に形成さ
れたものが使用されている。この固定支持部材１１上に
は、適当な間隙をおいて可動板１３が配設されている。

この可動板１３と固定支持部材１１の第５図における左
右両側端部分には、第６図に示すように適当な間隙Ｓを
へだてて前述した第１実施例の場合と同様に形成された
二又状板ばね１４がそれぞれ突設されている。この二又
状板ばね１４は、可動板１３の移動方向Ａ又はＢに直交
するようにして突設されている。そして、前記可動板１
３は、図示しない駆動手段によって、第６図のＡ、Ｈの
方向に往復移動されるようになっている。

その他の構成は、前述した第１実施例と同一となってい
る。

このようにしても前述した第１実施例と同一の作用効果
を有するほか、とくに上下方向を薄く構成し得るという
利点がある。

〔第５実施例〕 次に、第５実施例を第７図ないし第８図に基づいて説明
する。

この第５実施例は、前述した第４実施例のものを二組形
成するとともに、これらを背中合わせにして重合せしめ
たのと全く同様の構造となっている。このため、第４実
施例における二又状板ばね１４は、本実施例ではＥ型状
の板ばね２４となっている。又、第４実施例の固定支持
部材１１が１個であるのに対して、本実施例では全く同
様に形成された固定支持部材２１．２２が可動板２３を
介して所定の間隙をおいて上下方向に積層された形態を
もって配設されている。２５．２６は固定支持部材２１
．２２の相互面に介装されたスペーサを示す。

このようにしても、前述した第４実施例と同様の作用効
果を有するほか、とくにＥ型状板ばね２４の作用により
移動板２３上に比較的重い被測定部材等を載置する。と
ができ、さらに第７図ないし第８図における垂直方向の
変化を有効に抑えることができるという利点がある。

〔第６実施例〕 次に、第６実施例を第９図ないし第１０図に基づいて説
明する。

この第６実施例は、前述した第１実施例において用いら
れている４個の二又状板ばね４の腹部４Ｃの先端部を、
枠体９によって一体的に連結した点に特徴を有している
。その他の構成は前述した第１実施例と同一となってい
る。

このようにしても、前述した第１実施例と同一の作用効
果を有するほか、各二又状板ばね４に作動中に捩れ成分
が全く生じなくなり、これがためＡ、Ｂ方向の往復移動
を上下方向の変位が生じることなく高精度に行うことが
できるという利点がある。

なお、この場合、二又状板ばね４の全部を枠体９によっ
て一体化した場合を例示したが、これらを前後方向の組
み合わせ、又は前後方向に直交する方向の組み合わせの
２組２点に分けたものであってもよい。

そして、これら、各実施例は、下記の各機器もしくは装
置の微少変化機構にそのまま適用されるものであり、こ
れによって当該各機器もしくは装置の測定精度もしくは
位置決め精度等を著しく向上せしめることができるとい
う利点がある。

■ＦＤＤ　（フロッピー・ディスク・ドライブ）。

ＯＤＤ　（オプティカル・ディスク・ドライブ）などの
ヘッドのシーク及びトラッキングの機構、■マニピュレ
ータの駆動機構。０本装置を直角に二台重ねることによ
る、Ｘ−Ｙステージ。■センサ　。

と組み合わせて、厚さ計、回転体の偏位計などの微小変
位検出器。■微小位置決め機構。■加振機。

■プロッタなどのペンの上下機構、■レコーダなどのペ
ン移動機構。■カメラ、ＣＤなどのフォーカスイング機
構。

なお、上記各実施例では、二又状板ばねもしくはこれに
準づる板ばね４．１４．２４をそれぞれ４個用いた場合
を例示したが、可動板の移動方向に相前後して二個装備
したものであってもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、これによ
ると、二又状板ばねの作用により摩擦力を全く生じるこ
となく可動板の微少変位の移動を極く容易に行うことが
でき、別に復帰手段を設けることなく原位置方向への復
帰力を得ることができ、構造が簡単であることから微少
移動変位を必要とする機器もしくは装置に極く容易に組
み込むことができるという従来にない優れた同一面内に
おける一方向移動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のｎ−ｎ線に沿った断面図、第３図は第２実施例を示
す正面図、第４図は第３実施例を示す正面図、第５図は
第４実施例を示す断面図、第６図は第５図の右側面図、
第７図は第５実施例を示す断面図、第８図は第７図の右
側面図、第９図は第６実施例を示す一部断面した正面図
、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 １．２・・・・・・固定支持部材、３・・・・・・可動
板、４・・・・・・二又状板ばね、４Ａ、４Ｂ・・・・
・・自由端側ばね部。 第３図 第４図 第５図 第７図 第８図 りｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、同一面内にて一端部から他端部に向けて形成さ
   れた切除部を有する二又状板ばねを少なくとも二個設け
   、この各二又状板ばねを同一面内での可動板の移動方向
   に直交する形態をもって当該可動板に所定間隔をへだて
   て配設し、 これら各二又状板ばねの一方の自由端側ばね部の自由端
   を可動板に植設するとともに、前記各二又状板ばねの他
   方の自由端側ばね部を固定支持部に固着し、これら各一
   方と他方の自由端側ばね部の長さを同一の長さに設定し
   たことを特徴とする同一面内における一方向移動装置。